Краткая история технологий. Идеи, процессы и устройства, при помощи которых человек изменяет окружающую среду с древности до наших дней - страница 68

Для каждого из этих процессов постоянно требовалось топливо. Применение каменного угля при ковке железа в кузницах не вызывало никаких серьезных технических проблем; вполне возможно, что в некоторых районах каменный уголь смешивался с древесным углем в кузнице для производства подков и других простых железных изделий задолго до того, как стали использовать только каменный уголь. В Англии и Шотландии в конце Средневековья каменный уголь служил бытовым топливом, потому что в окрестностях было много обнаженных пород и легкодоступных залежей. Но в Бельгии, Нидерландах и Люксембурге крупные угольные шахты разрабатывались специально под изготовление железа для отделки и другое металлургическое производство, сделавшее Льеж сосредоточением оружейных заводов особенно в первой половине XVI века. Во второй половине того же века, при правлении Елизаветы I, стало не хватать древесины; поговаривали, что дефицит усиливался из-за стремительной продажи лесов при закрытии монастырей. Из-за роста населения, развития судостроения и усиления производственных нужд уголь начали добывать в Тайнсайде и других районах Англии, Шотландии и Уэльса. Подсчитано, что к 1660 году эти районы добывали в пять раз больше каменного угля, чем все другие страны, вместе взятые; данное лидерство, с незначительными изменениями, сохранялось весь XVIII век.

Рассматривать взаимосвязь между лидерством Великобритании в угледобыче и ее господством в развитии транспорта и создании нового источника энергии не будем. Уже отмечено, что применение нового топлива заставило использовать закрытые тигли при производстве стекла. В ряде других отраслей, в том числе в производстве соли выпариванием, квасцов, извести, кирпича и пивоварении, применение нового топлива привело к фундаментальным изменениям, ибо каменный уголь лишь давал тепло, но не участвовал в реальных процессах производства. С чугуном было больше проблем, чем со стеклом, и они решились не сразу, потому что на всех стадиях производства чугуна каменный уголь ухудшал его качества. В 1614 году два англичанина предложили использовать каменный уголь для преобразования пруткового железа в сталь; к тому времени небольшое количество каменного угля смешивалось с древесным во время ковки пруткового железа. Почти 100 лет чистый каменный уголь не использовали в доменных печах. Решение проблемы пришло через пивоварение.

Если каменный уголь (уже обычное топливо на пивоваренных заводах для нагревания сусла перед брожением) использовался для сушки солода, то он портил вкус пива; главная причина – присутствие серы. Но во времена гражданской войны пивовары из Дербишира, где нашли особый вид каменного угля, решили его обугливать и получать кокс (по принципу получения древесного угля из древесины). В результате солод сушили при помощи кокса – так появилось знаменитое дербиширское пиво. Тем не менее в конце XVII века проблему выплавки чугуна так и не решили, хотя в новых отражательных печах использовали каменный уголь непосредственно для плавления свинцовой руды, а для плавки меди применяли смесь каменного и древесного угля. Первый успешный эксперимент провел квакер Абрахам Дарби, чьи знания помогли владельцу солододробилки в Коулбрукдейле, графство Шропшир, в 1709 году. Но его предложение использовать кокс в доменной печи, кажущееся нам запоздалым, восприняли без энтузиазма: за 50 следующих лет в Великобритании построили только шесть коксовых печей. Семья квакеров из Коулбрукдейла, вероятно, не раскрыла секрет, принесший им небольшую прибыль. Главным фактором, скорее всего, было отсутствие интереса среди конкурентов: нельзя добиться успеха без тщательного отбора руды и каменного угля, а также за счет довольно медленного внедрения каменного угля для других целей. Используя большие объемы древесного угля при превращении болванок в прутковое железо (сортовой прокат), кузнецы не покидали лесистые области и не желали селиться в регионах с избытком каменного угля. В 1748 году Абрахам Дарби II начал серьезно изучать проблему производства чугуна в кузницах, ему удалось отобрать руды с очень низким содержанием фосфора. Началась выплавка коксового чугуна – событие, ознаменовавшее новый период в долгой истории производства чугуна.